一种氢气干燥装置的制作方法

1.本实用新型属于气体干燥领域，尤其是一种氢气干燥装置。


背景技术：

2.水电解制备的氢气需要进行干燥纯化处理，为了除去氢气中含有的水分，通常采用tsa(变温吸附)和tpsa(变温变压吸附)两种模式，均采以活性氧化铝或硅胶作吸附剂；待干燥剂110吸水饱和失效后，一般可通过加热将其水分蒸发后重复使用。参阅附图1，在目前的小型干燥设备中，需由人工将设备或管道、容器打开，将失效的干燥剂110取出，用外部加热设备对干燥剂110进行加热再生，然后将再生完成后的干燥剂110回装后再使用。
3.为了解决上述问题，而且实现干燥剂110的均匀加热，提出了一种具有干燥剂110再生功能的干燥装置，参阅附图2，在干燥容器内部或周向设置电阻加热装置120，通过对干燥容器内的干燥剂110进行加热实现干燥剂110的水汽脱附。而电阻加热设备存在漏电隐患，而且直接与氢气相接触，很容易形成安全隐患。


技术实现要素：

4.为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种氢气干燥装置，以解决背景技术所涉及的问题。
5.本实用新型提供一种氢气干燥装置，包括：内置有可再生式干燥剂和导磁金属件的容纳腔体，贯穿所述容纳腔体、允许待干燥氢气传输通过并与可再生式干燥剂进行水汽交换的第一气体流道，套装在所述容纳腔体外部电磁加热装置，以及贯穿所述容纳腔体、允许干燥气体传传输通过并带走可再生式干燥剂内部水汽的第二气体流道。
6.优选地或可选地，所述内置有可再生式干燥剂为变色硅胶式干燥剂。
7.优选地或可选地，所述容纳腔体外部设置有至少一个颜色传感器，对准容纳腔体并实时获取变色硅胶式干燥剂的颜色变化情况。
8.优选地或可选地，所述容纳腔体内部还设置有测温装置。
9.优选地或可选地，所述电磁加热装置包括：螺旋缠绕在所述容纳腔体外侧的高频感应线圈，以及设置在所述容纳腔体和高频感应线圈之间的保温绝缘层，以及与所述高频感应线圈电连接的供电装置。
10.优选地或可选地，所述供电装置输出的交流电的频率至少为10ghz。
11.优选地或可选地，所述容纳腔体外壁到所述高频感应线圈的之间的距离为20～30mm。
12.优选地或可选地，所述第一气体流道的进气口与制氢装置的出氢口之间通过第一管路相连通，并在所述第一管路设置有第一控制阀；所述第一气体流道的出气口与氢气消耗设备之间通过第二管路相连通；并在所述第二管路上设置有第二控制阀。
13.优选地或可选地，所述第二气体流道的进气口与风机出气口之间通过第三管路相连通，并在所述第三管路设置有第三控制阀；所述第二气体流道的出气口与大气之间通过
第四管路相连通；并在所述第四管路上设置有第四控制阀。
14.优选地或可选地，所述导磁金属件为设置在所述容纳腔体内部的导磁材料制金属棒；
15.或，涂覆在所述容纳腔体内表面的导磁金属涂层。
16.本实用新型涉及一种氢气干燥装置，相较于现有技术，具有如下有益效果：本发明将设置在容纳腔体内部的电阻加热方式替换为设置在容纳腔体外部的电磁加热方式，不仅可以保证容纳容器的一体式结构，提高了干燥容器的密封性，而且从容纳腔体与电磁加热装置之间相距一定间隙，大大降低了安全隐患。
附图说明
17.图1是现有技术中干燥装置的结构示意图。
18.图2是改进后干燥装置的结构示意图。
19.图3是本实用新型中干燥装置的结构示意图。
20.图4是本实用新型中电磁加热装置的结构示意图。
21.附图标记为：
22.100、容纳腔体；110、干燥剂；120、电阻加热装置；130、测温装置；210、第一管路；220、第一控制阀；230、第二管路；240、第二控制阀；310、风机；320、第三管路；330、第三控制阀；340、第四管路；350、第四控制阀；400、电磁加热装置；410、高频感应线圈；420、保温绝缘层；430、供电装置；440、导磁金属件。
具体实施方式
23.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
24.参阅附图3至4，一种氢气干燥装置，包括：容纳腔体100、第一气体流道和第二气体流道和电磁加热装置400。
25.其中，所述容纳腔体100内置有干燥剂110和导磁金属件440，所述干燥剂110为可再生式干燥剂110，例如分子筛干燥剂110或硅胶干燥剂110。本实施例中选用变色硅胶，并在所述容纳腔体100外部设置有至少一个颜色传感器，所述颜色传感器对准容纳腔体100并实时获取变色硅胶式干燥剂110的颜色变化情况。颜色传感器的采用电路或自动化逻辑可非常方便地处理“何时干燥剂110失效”等问题。进一步地，输出三色分量型的传感器，也可在过程中实时监控干燥剂110的颜色变化，从而随时评估气体的含水量、计算干燥剂110未来的失效时间等，进而实现完全自动化处理，杜绝人为误差。
26.所述第一气体流道贯穿所述容纳腔体100、允许待干燥氢气传输通过并与可再生式干燥剂110进行水汽交换，去除待干燥氢气中的水分，以满足气体消耗设备的相关要求。所述第一气体流道的进气口与制氢装置的出氢口之间通过第一管路210相连通，并在所述第一管路210设置有第一控制阀220；所述第一气体流道的出气口与氢气消耗设备之间通过第二管路230相连通；并在所述第二管路230上设置有第二控制阀240。在所述第一气体流道
内，所述制氢装置的出氢口处的气压大于所述充氢设备处的气压，形成压力差，将待干燥氢气导入所述容纳腔体100内部，并与可再生式干燥剂110进行水汽交换，去除氢气中的水汽，实现气体干燥。
27.所述第二气体流道贯穿所述容纳腔体100、允许干燥气体传输通过并带走可再生式干燥剂110内部水汽，带走可再生式干燥剂110中的水分，实现可再生式干燥剂110再生。所述干燥气体可以为空气、氮气等惰性气体。具体地，所述第二气体流道包括所述第二气体流道的进气口与风机310出气口之间通过第三管路320相连通，并在所述第三管路320设置有第三控制阀330；所述第二气体流道的出气口与大气之间通过第四管路340相连通；并在所述第四管路340上设置有第四控制阀350。其中所述风机310主要是用于提供压力差，对于本领域技术人员而言，所述风机310还可为其它形式，例如抽真空泵，将真空泵安装在第二出气端，提供压力差。由于压力差的存在，将空气中相对干燥的气体导入容纳腔体100内，实现带走水分的效果。
28.所述电磁加热装置400包括：螺旋缠绕在所述容纳腔体100外侧的高频感应线圈410，以及设置在所述容纳腔体100和高频感应线圈410之间的保温绝缘层420，以及与所述高频感应线圈410电连接的供电装置430。所述供电装置430包括：整流滤波电路和高频振荡电路，所述整流滤波电路的输入端交流电相连接，通过整流滤波电路对交流电整流变为直流电，然后直流电经过高频振荡电路转变为频率至少为10ghz的高频交流电，为高频感应线圈410提供高频交流电，通过高频感应线对其中的容纳腔体100进行感应加热，由于容纳腔体100内部设置有导磁金属件440，可以在容纳腔体100内形成涡流，对导磁金属件440加热，然后通过热传递实现对再生式干燥剂110的加热实现对再生式干燥剂110的加热和再生。所述导磁金属件440采用可以为铁、钴、镍等金属材料制成，具体可以为设置在所述容纳腔体100内部的铁制金属棒，或涂覆在所述容纳腔体内表面的导磁金属涂层，
29.与之配套的是，所述容纳腔体100内部还设置有测温装置130。所述测温装置130采用非接触式测温装置130，或是测温装置130探头通过导线从进气口引入所述容纳腔体100内部。通过测温装置130检测到的温度，实时调整电磁加热装置400的加热方式，保证可再生式干燥剂110内的温度处于安全的脱附加热的温度范围之内。
30.在进一步实施例中，所述容纳腔体100外壁到所述高频感应线圈410的之间的距离为20～30mm，用于填充保温绝缘层420采用树脂玻璃纤维增强材料制成，一方面起到保温、绝缘作用，另一方面能够将高频感应线圈410固定在容纳腔体100外表面。
31.为了方便理解氢气干燥装置的技术方案，对其工作原理做出简要说明：在正常干燥时，关闭第二气体流道，电磁加热装置400和测温装置130不工作，待干燥的氢气经过第一气体流道和容纳腔体100，并与可再生式干燥剂110进行水汽交换，去除待干燥氢气中的水分，以满足气体消耗设备的相关要求。通过颜色传感器实时监控可再生式干燥剂110的颜色变化情况，基于可再生式干燥剂110的颜色变化情况，判断所述可再生式干燥剂110是否失效；当可再生式干燥剂110失效后，关闭第一气体流道，并打开电磁加热装置400和测温装置130，然后将容纳腔体100内的可再生式干燥剂110升温至合适温度，将可再生式干燥剂110加热置合适温度，同时控制风机310运转，通过第二气体流道将相对干燥气体传输通过所述容纳腔体100，并与可再生式干燥剂110进行水汽交换，带走可再生式干燥剂110中的水分，实现可再生式干燥剂110再生。
32.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

技术特征：
1.一种氢气干燥装置，其特征在于，包括：内置有可再生式干燥剂(110)和导磁金属件(440)的容纳腔体(100)，贯穿所述容纳腔体(100)、允许待干燥氢气传输通过并与可再生式干燥剂(110)进行水汽交换的第一气体流道，套装在所述容纳腔体(100)外部电磁加热装置(400)，以及贯穿所述容纳腔体(100)、允许干燥气体传输通过并带走可再生式干燥剂(110)内部水汽的第二气体流道。2.根据权利要求1所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述内置有可再生式干燥剂(110)为变色硅胶式干燥剂(110)。3.根据权利要求2所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述容纳腔体(100)外部设置有至少一个颜色传感器，所述颜色传感器对准容纳腔体(100)并实时获取变色硅胶式干燥剂(110)的颜色变化情况。4.根据权利要求1所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述容纳腔体(100)内部还设置有测温装置(130)。5.根据权利要求1所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述电磁加热装置(400)包括：螺旋缠绕在所述容纳腔体(100)外侧的高频感应线圈(410)，以及设置在所述容纳腔体(100)和高频感应线圈(410)之间的保温绝缘层(420)，以及与所述高频感应线圈(410)电连接的供电装置(430)。6.根据权利要求5所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述供电装置(430)输出的交流电的频率至少为10ghz。7.根据权利要求6所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述容纳腔体(100)外壁到所述高频感应线圈(410)的之间的距离为20～30mm。8.根据权利要求1所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述第一气体流道的进气口与制氢装置的出氢口之间通过第一管路(210)相连通，并在所述第一管路(210)设置有第一控制阀(220)；所述第一气体流道的出气口与氢气消耗设备之间通过第二管路(230)相连通；并在所述第二管路(230)上设置有第二控制阀(240)。9.根据权利要求1所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述第二气体流道的进气口与风机(310)出气口之间通过第三管路(320)相连通，并在所述第三管路(320)设置有第三控制阀(330)；所述第二气体流道的出气口与大气之间通过第四管路(340)相连通；并在所述第四管路(340)上设置有第四控制阀(350)。10.根据权利要求1所述的氢气干燥装置，其特征在于，所述导磁金属件(440)为设置在所述容纳腔体(100)内部的导磁材料制金属棒；或，涂覆在所述容纳腔体(100)内表面的导磁金属涂层。

技术总结
本实用新型公开了一种氢气干燥装置，属于气体干燥领域。包括内置有可再生式干燥剂和导磁金属件的容纳腔体，贯穿所述容纳腔体、允许待干燥氢气传输通过并与可再生式干燥剂进行水汽交换的第一气体流道，套装在所述容纳腔体外部电磁加热装置，以及贯穿所述容纳腔体、允许干燥气体传输通过并带走可再生式干燥剂内部水汽的第二气体流道。本发明将设置在容纳腔体内部的电阻加热方式替换为设置在容纳腔体外部的电磁加热方式，不仅可以保证容纳容器的一体式结构，提高了干燥容器的密封性，而且从容纳腔体与电磁加热装置之间相距一定间隙，大大降低了安全隐患。大降低了安全隐患。大降低了安全隐患。


技术研发人员：黄得云 岑健 何聂建 朱玉
受保护的技术使用者：永安行科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.08
技术公布日：2023/7/14